Výzkumníci z Cornellovy univerzity zkoumají fyzikální podstatu této schopnosti nahráváním vysokorychlostních videozáznamů vážek v letu a integrací dat do počítačových modelů.Své výsledky představí na 67. výročním zasedání Divize dynamiky tekutin Americké fyzikální společnosti (APS), které se koná 23.-25. listopadu v San Francisku.

„Vážky mají tendenci k nepředvídatelnému letu – to je na nich fascinující. Chvíli se vznášejí a čas od času udělají rychlou, prudkou otočku. Málokdy zůstanou přímo před kamerou, abychom se nad nimi mohli zamyslet,“ vysvětlila vedoucí výzkumnice Jane Wangová.

Ve spolupráci s Anthonym Leonardem z Janelia Farm, výzkumného areálu Howard Hughes Medical Institute, vymyslela Wangová unikátní experimentální metodu, jak přimět vážky k opakovatelným vzdušným manévrům: na spodní stranu každého hmyzu připevnila malý magnet, který jim umožnil viset hlavou dolů na kovové tyči. Když se magnet uvolní, řekl Wang, „vážky nějakým způsobem pochopí orientaci a provedou stereotypní manévr: přetočí své tělo, aby provedly obrat o 180 stupňů.“

Sledováním orientace těla a křídel pomocí vysokorychlostního videozáznamu tohoto rychlého přetočení ve vysokém rozlišení tým odhalil, jak vážky mění aerodynamiku na svých křídlech, aby provedly obrat.

„Křídla na letadle jsou orientována pod určitým pevným úhlem. Hmyz však může svá křídla volně otáčet,“ vysvětlil Wang. Úpravou orientace křídel mohou vážky měnit aerodynamické síly, které působí na každé z jejich čtyř křídel.

Tento duhový hmyz může také měnit směr, ve kterém mává křídly – odborně se tomu říká „rovina tahu“. Nová data ukázala, že vážky mohou nezávisle na sobě upravovat orientaci roviny zdvihu každého křídla.

Při tolika různých proměnných je pochopení toho, jak vážky řídí svůj let, složitý úkol. „Naším úkolem je pokusit se zjistit klíčové strategie, které vážky používají k zatáčení,“ vysvětlil Wang. Spolu se svým postgraduálním studentem Jamesem Melfim Jr. začleňují svá data do počítačové simulace hmyzu ve volném letu, což jim umožňuje zkoumat samostatný vliv každé kinematické změny.

Wangová popsala práci své skupiny jako „využití fyzikálních principů k vysvětlení chování zvířat“.

„I když jsou biologické organismy složité, stále se řídí některými základními zákony – v tomto případě dynamikou tekutin. … Doufám, že se mi podaří pochopit, jak tyto základní zákony ovlivňují evoluci hmyzu a zapojení jeho nervových obvodů.“